幕墙用环链电动葫芦的改造与设计

  摘要：电动葫芦是一种常用的起吊设备，本文介绍了一种的双卷扬高速高扬程电动葫芦的结构设计及运行方案的实施，可作为同种类型的产品设计的参考。

  电动葫芦是起重机中常用的一种起吊设备，它主要由驱动装置，传动装置，制动装置和取物缠绕装置组成，并可依照结构型式、起升高度、驱动形式等来进行分类．从起升高度来说，起升高度大于36米的称超卷扬电动葫芦，也即高扬程电动葫芦．目前常规高扬程电动葫芦采用单卷筒、单电机和单减速机的驱动形式，也即单卷扬高扬程电动葫芦，它的外观尺寸很长，而且起升速度慢．为了更好的提高工作效率，在相同的起升高度和起吊吨位的情况下急需要提高起升速度、减小葫芦的外观尺寸来满足市场的需求，本文设计了一种速度较快，扬程高，外型尺寸较短的双卷扬高扬程电动葫芦．

  1、运行小车2、电动葫芦外壳3、卷扬装置14、卷扬装置25、钢丝绳6、吊钩装置

  (1)运行小车装置:由运行小车及其驱动电动机等组成，主要实现电动葫芦的运行．

  (2)卷扬装置:由两个独立运行的卷扬装置及葫芦外壳等组成，这是葫芦起升机构的核心部分，主要实现重物的升降功能．每个卷扬装置由起升电机、减速器、连轴器、卷筒等组成，如图2所示。

  1、减速机2、空心轴3、齿轮轴4、花键套5、中间轴6、联轴器7、卷筒装置8、起升电机9、制动轮

  两个独立运行的卷扬装置水平并排安装在一台电动葫芦外壳里，其中两卷筒采用一个左旋，一个右旋．两台减速机和两台电动机有两种安装情况:一种将两台减速机装在两卷筒的同一端，两台电动机装在两卷筒的另一端;另一种情况将两台减速机分别装在两卷筒的两端，则两电动机也处于两卷筒的两端．

  (3)取物缠绕装置:由钢丝绳和吊钩组等组成．一根钢丝绳缠绕在两卷扬装置的两卷筒上，钢丝绳的两头分别固定在两个卷筒的同一端，中间装有吊钩、滑轮装置来起吊重物．

  双卷扬高扬程电动葫芦小车的运行和常规葫芦控制一样，对起升机构的运行控制采用如下方法:每一个卷扬装置的电气控制和常规电动葫芦卷扬装置一样，但需要两个卷扬装置实行同时控制，共用一个电气控制箱。

  当双卷扬装置中两台电动机在卷筒的同一端时，两台电动葫芦起升电机同步相向转动，即电动机输出轴旋转方向相反，并各自通过联轴器、中间轴将力矩传递给减速器，再通过减速器输出轴带动两卷筒反向转动，钢丝绳拉动吊钩实现升降作业．如图3a所示，卷筒1顺时针转动，卷筒2逆时针转动，葫芦提升重物;如图3b所示，卷筒1逆时针转动，卷筒2顺时针转动，葫芦下降重物．当双卷扬装置中两台电动机分别装在卷筒的两端时，两台电动葫芦起升电机同步相向转动，即电动机输出轴旋转方向相同，才可能正真的保证两卷筒的旋转方向相反，实现同时提升重物或同时下降重物。

  将单卷扬高扬程电动葫芦改造为双卷扬高扬程电动葫芦进行设计比较，两者主要区别在起升机构的设计．

  例如:将起吊吨位PQ=10t，起升高度H=36m，工作级别为M3的单卷扬高扬程电动葫芦改造为起吊吨位为10t，起升高度为36m，工作级别为M3双卷扬高扬程电动葫芦的设计计算方式如下．

  单卷扬高扬程电动葫芦如果要求起升速度Vq=7m/min，其主要设计参数计算如下:

  起升电动机的额定功率PN=①PQ:额定起升载荷，N;Vq:起升速度，m/s;η:起升机构总效率，取η=0．90;将数据代入公式①计算得:PN=12．96kW，所以最终选择ZD151－4型锥形转子制动三相异步电动机，PN=13kW，n=1380r/min，长度尺寸为607mm．

  钢丝绳绕绳方式选用2/1绳，滑轮组倍率为i1=2．卷扬装置中，卷筒底径取D=334mm，钢丝绳采用13NAT6×19+IWR1670GB8918－96，钢丝绳直径d=13mm，螺距P=16mm，设有3个圈，卷筒两端安装长度为l1，取l1=40mm，则有卷筒的转速:n2=π)=3．14)电动机轴到圈筒轴的总传动比:i===107．8卷筒的长度:L1=+3]×p+2×l1=+3]×16+2×40=1185mm由于转筒较长，为缩短空心轴长度，将电动机和减速机放在卷筒的同一侧，用花键套联轴器相连，连

  轴器长度为120mm．根据电动机轴到圈筒轴的总传动比来设计选择减速机，选择108减速机(企业标准)，减速机长度为428mm．

  电动葫芦的总长度:L=减速机长度+联轴器长度+电动机的长度+卷筒的长度=428mm+120mm+647mm+1185mm=2340mm，葫芦宽度方向尺寸为减速机宽度方向尺寸，如图4所示，L=2340mm，B=700mm．

  对于双卷扬高扬程电动葫芦，采用两台13kW的电动机，两个相同的卷扬装置来提升重物，如图5所示，一个卷筒所卷起钢丝绳子为H/2，则为18米;重物的起升速度V=2Vq=14m/min;卷筒直径、螺距、钢丝绳都与单卷扬高扬程电动葫芦的相同，则卷筒长度:L1=+]×p+2×l1=+3]×16+2×40=657mm因空心轴较短，将电动机和减速机分别放在卷筒的两侧，用联轴器相连，联轴器放在卷筒内，如图2所示，则电动葫芦的总长度:L=减速机长度+电动机的长度+卷筒的长度=428mm+607mm+657mm=1692mm，宽度方向尺寸为两个减速机宽度尺寸，约为单卷扬高扬程电动葫芦的两倍，如图5所示，L=1692mm，B=1250mm．

  综合以上设计，可得两种电动葫芦的主要参数及外观尺寸如下:单卷扬高扬程电动葫芦:起升速度Vq=7m/min，起升电机功率为PN=13kW，其主尺寸如图4所示，L=2340mm，B=700mm，f=1750mm，A=750．双卷扬高扬程电动葫芦:起升速度V=14m/min，起升电机功率为2×13kW，其主尺寸如图5所示，L=1692mm，B=1250mm，f=1800mm，A=750mm．

  4. 总之，在相同起重吨位、起升高度和相同工作级别的情况下比较两种高扬程电动葫芦:

  (1)单卷扬葫芦的长度尺寸大，而双卷扬葫芦的长度尺寸要小;假如两葫芦都在环形轨道上运行，则双卷扬葫芦运行轨道的圆弧半径相对可以小些;

  (2)因双卷扬电动葫芦中采用了双卷扬升降作业，从而形成双动力，因此起升速度是单卷扬电动葫芦的两倍;

  (3)双卷扬葫芦因采用两个卷扬装置、且并排安装，所以葫芦宽度尺寸要大，制造成本要高．

  相比而言，双卷扬高扬程电动葫芦在起升高度不小于36米，吨位不小于5吨，电动葫芦的长度尺寸有限制或葫芦在环形轨道上运行时更能显出它的优点。

  1、外壳：铝合金外壳，坚实而轻质。有特殊散热片，散热快，克连续使用，效率达百分之四十，可使用在化工厂、电镀厂等地方；

  2、旁磁刹车：新设计的磁力产生器，其特性为产磁。可在断电的同时间刹车，吊重时刹车及时可靠；

  3、限位开关：吊上吊下都有限位开关装置，使自动停止，防止链条超出，确保可靠；

  4、链条：采用进口FEC G80 加热处理合金钢链条。在雨水、海水、化学品及其他恶劣状况下使用；

  5、吊钩：经热锻造，强度高，不易断裂。下吊钩可旋转360度，附吊钩舌片，确保操作可靠；

  7、变压器：24v/36v/48v等变压装置。操作时，万一漏电，克防止意外发生，下雨时，可保证操作可靠；

  目前我们公司，将起升高度超过50m以上的起升高度成为高扬程电动葫芦，因为环链电动葫芦的本身设计结构和钢丝绳葫芦的区别，所以高扬程在葫芦体积大小上没有过大变化，只是在链条储存袋上会加大，并且因为环链电动葫芦的滑轮原理，所以在起升高度高和起重量大的情况下，对电机均没有太大影响。相反，环链电动葫芦能够最终靠滑轮原理，设计制造出多链条回数的环链电动葫芦，如5t的双链条，10t的4回链，35t的16回链等，如图6.

  综上所述，在高扬程的工况下，蓝创起重环链电动葫芦能够使用加长链条、增加链条带尺寸、增配平衡小车等来增加平稳性和可行性。在大吨位工况下，能够使用双主机结构，主成大吨位环链电动葫芦，使用户得到满足需求。

  [2]徐文娟 高扬程电动葫芦的改造设计 咸宁学院学报 2011.12 第31卷第十二期